JPS5951170A - 流体ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧縮機や真空ポンプとして用いられる流体ポ
ンプに関するものである。

圧縮機として必要な容量と真空ポンプとしてａ・要な容
量が違う場合、たとえば車高調整装置用圧縮機、及びブ
レーキ用バキュームブースターとし“ζ使用する場合に
は、後者に必要な容量は前者の約３〜４倍であるため、
前記ポンプの容量もそれに応じて変える必要がある。本
発明は、この点に鑑みて案出されたもので、ポンプ部と
駆動用電動機部の間に、電動機の回転方向により変速比
が切換わる変速機構を有する事により気体ポンプの容量
を変え、気体ポンプの駆動馬力を必要最小限にする事を
目的とする。

以下本発明を往復動空気ポンプに適用した実施例を図に
基づいて説明する。第１図は、往復動空気ポンプの断面
を示す。図中１は、シリンダハウジングでこのシリンダ
ハウジング１にはシリンダライナー２が打ち込まれてお
り、その外側には冷却フィンｌａが設けられている。シ
リンダライナ２の内周にはピストン３が配設されている
。そして、図示されないピストンリングとガイドリング
５によっ°Ｃピストン３とシリンダライナ２との間のシ
ールがされている。

６はコンロッドで、一端に図示されないピストンリンカ
打込まれ、かつ、このピストンピンの両端はピストン３
には打込んだ図示されないベアリングに回転自在に支持
されていて、従ってコンロノド６の一端はピストン３に
対し揺動自在となっている。またコンロッド６の他☆肯
にはベアリング９が打込まれており、ポンプ軸をなすク
ランク軸１０が嵌合している。１０ａはクランク軸１０
に一体成形されたバランスウェイト部で、ピストン３等
の往復運動時に発生ずるアンバランスを調整するもので
ある。またクランク軸１０の一端１０ｂは、シリンダカ
バー１３に設けられた、リテーナ１２ａとベアリング１
２ｂより成る自動調心軸受１２と嵌合している。

３０は図示されない吸入弁、吐出弁を保持するバルブホ
ルダで、シリンダハウジング１の端面に位置する。３０
ａは吸入口であり、３０ｂは吐出口である。３６はバル
ブホルダ３０の上面を覆うプレートでありバルブホルダ
３０と共に小ねじ３８によりシリンダハウジング１に固
着されている。そして、以上の構成により空気の吸入、
吐出を行うポンプ部６０が形成される。

一方、４０は駆動源をなす電気モータで、この電気モー
タ４０の駆動軸１１の端部には嵌合部１１ａが一体成形
されている。嵌合部１１ａには、ギヤシフト１４が、キ
ーあるいはスプライン等により結合され、回転方向の運
動を規制されている。ギヤシャフト１４は軸受１５を介
してギヤハウジング１６に結合されている。ギヤハウジ
ング１６は、ベアリング１７を介してシリンダハウジン
グ１に固着されたモータハウジング１８に保持されてい
る。

ギヤハウジング１６は、第２図に示すように嵌合部１６
ａにおいて外側太陽歯車１９と結合され、外側太陽歯車
１９はかみ合い部１９ａにおいて、前記ギヤシャフト１
４のアーム１４−ａに、右回転１方向クラツチ（内径右
回転の際だけトルク伝達可能なりラノヂ以下同じ）を介
して取付けられている遊星歯車２１とかみ合っている。

遊庁歯車２１は、クランク軸１０に固着されている、内
側太陽歯車２３とかみ合っている。上記外側太陽歯車１
９、遊星歯車２１、内側太陽歯車２３により、遊星歯車
機構による変速機が構成され”Ｃいる。外側太陽歯車１
９のアーム部１９ｂの内面１９ｃは、軸受２４を介して
クランク軸１０に結合され、外面１９ｄは回転１方向ク
ラツヂ２５を介してシリンダハウジング１に保持されて
いる。また１方向クラノヂ及びギヤの潤滑をするための
グリースを封入するためシリンダハウジング１にｆｆ１
ｌオイルシール２６が、ギヤハウジング１６に第２オイ
ルシール２７が取付けられている。

電気モータ部４０は、駆動軸１１に固着したコンミテー
タ４１図示しないアーマチュア、及び図示しないマグネ
ット等により構成されている。

電気モータ部４０のモータハウジングＢ４２は、図示し
ないボルト４３によりモータカバー４４と共にモータハ
ウジングＡ１８に固定されている。

次に、上記構成のポンプをエアシステムに用いた場合の
説明を第３図を用いて行う。

図中６０は、空気ポンプ部で、駆動源（モーター）４０
は、制御回路６１により回転方向を制御されて駆動する
。１２は、空気ポンプ６０を圧縮機として使用する際に
高圧空気により作動される正圧倒アクチュエータであり
、車高調整装置に用いられるエアシロツクアブソーバ、
エアシリンダ、タイヤ空気光てん装置などがあてはまる
。そして空気ポンプ６０の吐出口３０ｄと正圧倒アクチ
ュエータ６２は、エアライン６３で接続され、その途中
には、第１の方向制御弁６４が設置されている。

また６５は、負圧倒アクチュエータであり、プレーキ用
の倍力装置、等があてはまる。空気ポンプ６０の吸入０
３０ｃと負圧側°アクチュエータ６５とは、エアライン
６６でつながり、その途中には、第２の方向制御弁６７
が設置されている。

第２の方向制御弁６７は、吸入口３０Ｃと吸入フィルタ
６８、あるいは、吸入口３０Ｃと負圧アクチュエータ６
５という方向の切換の切り換えを行う。なお吸入フィル
タ６８にはフィルタが内蔵してあり、空気ポンプへ吸入
される空気より粉塵等を除去している。また上記第１、
第２の方向制御弁６４．６７は制御回路２からの電気信
号ζこよって作動する。

そして、上記構成による空気ポンプ６０は、次に示すよ
うに低圧アクチュエータ６５に必要な容量が、高圧アク
チュエータ６２に必要な容量よりも大きい場合に有効と
なる。

次に上記構成空気ポンプの作動について説明する。

電気モータ部４０にモーターが右回転する様番こ通電さ
れると、軸１１が右回転し、軸１１に結合されているギ
ヤシャフト１４も右回転する。この時１方向クラツチ２
０は、回転転ｒを行おうとし、１方向クラツチ２５は、
フリーとなる。遊星ギヤ２１は、アーム１４ａに対して
左回転しようとするが、１方向クラツチ２０により、ア
ーム１．４２に対する回転が束ばくされているため回転
出来ず、アーム１４ａと一体になって回転する。従って
、遊星歯車２１が回転せず、外側太陽歯車が回動自在と
なるため、軸１１の回転は遊星歯車２１と内側太陽歯車
２３のかみ合い部により伝達され、クランク軸１０を回
転さセる。

この時は、遊星歯車機構が何ら作用していないため、’
Ａ　ｍ　（Ｎ　ｃ　：クランク軸回転数、Ｎｍ：モータ
回転数）は１となる。上記の様な動作を作動Ｉとする。

次に、電気モータ部４０にモーターが左回転する様に通
電すると軸１１及びギヤシャフト】４も左回転する。こ
の時、１方向クラツチ２０は、フリーとなり１方向クラ
ツチ２５においては、トルク伝達が行われるので、ギヤ
ハウジング及び外側太陽歯車１９はシリンダハウジング
１に固定される。また、遊星歯車２１は、アーノ、１４
ａに対して回動自在となるため、′ｉｉ星歯車機構によ
り、軸１１の回転は、内側太陽歯車２３、クランク軸Ｉ
Ｏに伝えられる。この時は、Ｎ　ｃ　／　Ｎ　ｍ　＞　
ｌとなる。」二記の様な動作を作動■とする。

次に第３図を用いて、エアシステムを説明する。

高圧アクチュエータ６２を作動させる際には、第１の制
御弁６４により、吐出口３０ｄと正圧゛ｒクヂュエータ
６２は、接続され、第２の制御弁６７により吸入Ｄ　３
０　ｃと吸入フィルタ６８は接続され、人気から吸入フ
ィルタ６８を通って吸入された空気は、正圧アクチュエ
ータ６２、及び配管６９を通して再び大気へと送らねる
。この時空気ポンプ６０は、モーターが右回転し、作動
Ｉの状態となる。

負圧アクチュエータ６５を作動させる際は、第１の制御
弁６４により吐出Ｄ　３０　ｄと大気は導通し、第２の
制御弁６７により吸入１−Ｊ　３　（ｌ　ｃと負圧アク
チュエータ６５とは、接続され、負圧アクチュエータ６
５より吸入された空気は、エアライン６３．６９を通っ
て大気へ放出される。この時、空気ポンプ６０は、モー
ターが左回転し、作動Ｈの状態となる。

従って、負圧アクチュエータ６５を作動させるときには
クランク軸回転数Ｎｃを高圧アクチュエータ６２に比し
て増すことができる。即ち、ポンプを真空ポンプとして
作動するときには、実質的にポンプ容量が増すことにな
り、確実な真空発生作用が得られる。このことは又、吐
出圧力が高く従って大きな駆動力を必要とされる圧縮機
では低容量で使用し、逆に比較的小さな駆動力で作動す
る真空ポンプでは大容量で作用することを表し、従って
、駆動源（モータ部４０）の動力を効率よく使用できる
ことを示す。

尚、上述の実施例においＣはモータ４０からポンプ軸１
０への動力伝達に歯車伝動機構を用いたが、他に摩擦伝
動機構を用いる事もできる。

また、上述の実施例においては、作動Ｈの際、負圧アク
チュエータを駆動したが、方向制御弁６４．６７を逆に
接続すれば（作動Ｉど同様とすれば）、圧力の比較的低
い正圧アクチュエータを駆動する事もできる。

更に上述の実施例においては、ポンプ形式を往復動型と
したが往復動ポンプだけでなく、回転型のポンプに対し
ても、本発明を適用できる。ただ、往復動ポンプであれ
ばポンプ軸１０の回転を正回転逆回転切換えてもポンプ
の吸入口、吐出口は変らないが、回転型ポンプでは、そ
の回転方向を逆にすると吸入口、吐出口も切換わること
になる。

その際のシステム図を第４図に示す。

図中１００は、本発明を適用した回転型空気ポンプであ
り、Ｉｏｔａは、第１のボート、１００ｂは第２のボー
トであり、第１、第２のボート１００ａ、１００ｂを通
して空気の吸入吐出が行われる。第１のボー＋−ｔ　ｏ
　ｏ　ａは、エアライン１０１によりフィルタ１０２と
接続されζいる。第２のボート１ｏｏｂは、エアライン
により、アクチュエータと接続されている。

エアライン１０３は、正圧倒アクチュエータ１０５と、
第１の切換弁１０６が設置されている、エアライン１０
７により接続し、負圧側アクチコ。

エータ１０８とは、第２の切換弁１０９が設置されてい
るエアライン１１０により接続されている。

また、前記方向制御弁１０４、第１及び第２の切換弁（
１０６，１０９）は、制御回路１１１からの信号によっ
て作動する。

正圧アクチュエータ１０５を作動させるには、ｆｆ１ｌ
の切換弁１０６によって第２のボート１００ｂと正圧ア
クチュエータ１０５は接続され、エアライン１０１を通
して吸入された空気は、エアライン１０３．１０７を通
して正圧アクチュエータ１０５へ送られる。この状態が
第１実施例でいうところの作動■の状態である。この時
、第２の切換弁は、閉じられている。

負圧アクチュエータ１０８を作動させるには第２の切換
弁１０９によって第２のボー）１００ｂと負圧アクチュ
エータ１０８を接続する。作動Ｈの状態にするため、ポ
ンプの回転方向を逆転させると、回転型ポンプであるた
め、作動■の時は、第１のボー）１００ａから行われて
いた吸入が、第２のボート１００ｂから行われる様にな
る。従って、エアライン１０．３エアライン１１０を通
して負圧アクチュエータ１０８より空気の吸入が行われ
る。この時第１の切換弁１０６は、閉じられている。

尤も、第４図図示の例では切換弁１０６．１０９を２つ
用いたが、これに代えて１つの三方切換弁を用いてもよ
い。

−また、上述の実施例では、駆動源として電動モータ４
０を用いたため、駆動源の正逆回転の切換えが容易であ
ったが、他に駆動源として内燃機関を用いることも可能
である。ただ、その場合には、内燃機関を正逆回転切換
え可能な駆動源とするため、回転方向切換えクラッチを
介在させることとなる。

以」二説明した樺に、本発明ポンプは、正逆回転切換可
能な駆動源の回転力を速度制御機構を介しζ受けて、流
体の吸入・吐出を行ない、しかも速度制御機構は駆動源
を正回転さ・口たときと逆回転させたときとで、その動
力伝達比が異なるようにしたため、ポンプの容量を良好
に変更することができるという効果を有する。

特に、正逆回転の切換えによって、容量変更を行なうた
め、例えば同一の回転型のポンプによって、真空ポンプ
と圧縮ポンプとの両方の機能を用せるときに有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ポンプの一実施例を示す断面図、第２図
は！ｔ１１図の■−■矢視断面図、第３図は第１図図示
ポンプの使用例を示す構成図、第４図は本発明ポンプの
他の使用例を示す構成図である。 １０・・・ポンプ軸、１１・・・駆動軸、１９．’２１
゜２３・・・変速機をなす遊星歯車機構、２５・・・一
方向クラッチ、４０・・・駆動源をなずモータ、６０・
・・ポンプ部。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 第２図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）正逆回転切換可能な駆動源と、この駆動源からの
   動力を速度制御機構を介し°Ｃ受けて回転するポンプ軸
   と、このポンプ軸の回転に応じて容積変動し、流体の吸
   入・吐出を行なうポンプ部とを備え、かつ、前記速度制
   御機構にクラッチと変速機とを備え、前記駆動源が正回
   転と逆回転のときとで速度制御機構の速度伝達が相違す
   るよう構成した流体ポンプ。
2. （２）前記速度制御機構が前記駆動軸と前記ポンプ軸の
   連結を直接行うクラッチ、変速機、及び該変速機を介し
   て駆動軸とポンプ軸の直結を行うクラッチにより構成さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の流体ポンプ。 （３浦ＩＩ記速度制御機構が、外側太陽歯車、遊星歯車
   、内側太陽１ツ）車により、構成される遊星機構及び１
   方向クラツチにより構成され、外側太陽歯車は、１方向
   クラツチを介して前記ポンプ部に・保持されて、遊星歯
   車は前記１方向クラツチとトルク伝達の方向が逆である
   他の１方向クラソヂを介して、駆動軸あるいはポンプ軸
   と結合され、内側太陽歯車は、ポンプ軸あるいは駆動軸
   に結合されている特許請求の範囲第１項記載の気体ポン
   プ。